En un avanç revolucionari cap a la sostenibilitat energètica, un equip internacional d'investigació liderat per Mario Culebras, professor del Departament de Química Física de la Universitat de València i investigador en l'Institut de Ciències dels Materials (ICMUV), ubicat en el Parc Cienífic de la Universitat de València (PCUV); i Maurice Collins, professor de la Universitat de Limerick, han anunciat el desenvolupament de materials termoelèctrics iònics altament eficients utilitzant innovadors hidrogels derivats de lignina. L’objectiu del projecte és generar energia de forma més sostenible
L'estudi, els resultats del qual han sigut publicats recentment en la revista d'alt prestigi Advanced Composites and Hybrid Materials (IF=20), presenta una solució pionera per a convertir la calor residual de baix grau en electricitat, abordant així els desafiaments del canvi climàtic i avançant cap a un desenvolupament més sostenible. La clau de l'èxit radica en la utilització de lignina, un subproducte abundant de la indústria paperera, per a crear hidrogels amb propietats termoelèctriques. Aquests hidrogels es revelen com a materials sorprenentment eficaços per a la termoelectricitat iònica, de manera que obrin noves possibilitats en el camp de la generació d'energia.
"Aquests valors superen a la majoria dels materials d'última generació, establint aquest hidrogel derivat de lignina com un dels materials termoelèctrics iònics més eficients coneguts fins hui", Mario Culebras, investigador de l'ICMUV
L'equip va avaluar diverses composicions per a entendre com variacions en les concentracions de lignina, tipus d'electròlits, concentracions d'agents entrecreuants i electròlits afecten el rendiment termoelèctric iònic dels hidrogels. L'hidrogel optimitzat, impregnat amb un electròlit de KOH 6 M, va demostrar una sorprenent conductivitat iònica de 226.5 mS/cm i un coeficient Seebeck superior de 13 mV/K, la qual cosa culmina en un factor de potència excepcional de 3831 µW/m·K2, generant una destacada figura de mèrit iònica (ZTi) de 3.75. “Aquests valors superen a la majoria dels materials d'última generació, establint aquest hidrogel derivat de lignina com un dels materials termoelèctrics iònics més eficients coneguts fins hui”, explica Mario Culebras. El professor de la Universitat de València afig que “aquest emocionant avanç marca una fita en la busca de solucions sostenibles per a la generació d'energia i destaca la capacitat de la ciència per a transformar subproductes en fonts valuoses d'innovació”.
En l'equip d'investigació han participat Nicolás Menéndez, Ángela Quero Montés, Mohammad Ali Nasiri, Andrés Cantarero i Clara Gómez per part de la Universitat de València; Jorge García-Cañadas per part de la Universitat Jaume I de Castelló; i Muhammad Muddasar per part de la Universitat de Limerick que signa com a autor principal de l'article.
El treball ha sigut possible gràcies al finançament obtingut pels dos grups d'investigació en els projectes CONVERSUS (PID2021-124845OA-I00) finançat per MCIN/AEI/ 10.13039/501100011033 i la “European Union NextGenerationEU/PRTR” i el projecte NXTGENWOOD (2019PROG704) finançat per DAFM.